JP2006227712A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネル等の平板状振動体を安定支持するとともに、その振動量を大きくする。
【解決手段】振動用素子１２が取付けられたタッチパネル１１の４角に固定クッション１３を配置する。固定用クッションは、固定用フレーム１４にも固定され、固定フレーム上にタッチパネルを支持する。振動用素子１２を駆動すると、タッチパネルを湾曲振動し、固定用クッションがその支点となる。固定用クッションは、振動を可能にする柔らかさと振動の支点となる硬さとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、振動用素子を用いて平板状振動体（例えば、タッチパネル）を振動させるように構成されている電子機器の改良に関するものである。

電子機器の入力装置として良く知られているタッチパネルには、操作者に操作感を与えるため、振動機能を備えたものがある。

振動機能付きタッチパネルは、操作者がその表面を指やペンで押圧すると振動し、その振動が操作者の指等に伝わる。これにより、操作者は自分の入力操作が電子機器に認識されたか否かを知ることができる。

従来のこの種の電子機器は、可動板と支持基板とを、その縁部間に配された粘着剤層によって互いに間隔を隔て配置し、両面に駆動電極が形成された圧電基板を可動板又は支持基板の一辺に沿って固着することにより、可動板の振動を可能にしている（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の従来の電子機器では、支持フレームの４角位置に圧電アクチュエータを固着するとともに、同じく支持フレームの４角位置に設けられた支持体により所定の間隔を開けてタッチパネルを支持することにより、タッチパネルの振動を可能にしている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−１２２５０７号公報（特に、段落００４９及び００６１、及び図２） 特開２００４−９４３８９号公報（特に、段落００３３及び００３７、図２及び４）

可動板と支持基板とを粘着材層を用いて互いに固定する従来の電子機器は、可動板だけでなく支持基板をも振動させるように構成されているので、その振動量が小さいという問題点がある。しかも、この問題は、支持基板の固定状態によってはさらに大きくなる可能性がある。

また、タッチパネルの４角位置を支持体で支持する従来の電子機器は、タッチパネルをその表面に垂直な方向に振動させるように構成されているので、支持体がタッチパネルの振動を妨げない柔軟性を持つ必要があり、タッチパネルを安定して支持することができないという問題点がある。

そこで、本発明は、平板状振動体（可動板あるいはタッチパネル）を安定して支持した状態で、その振動量を大きくすることができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、平板状振動体を備えた電子機器において、前記平板状振動体を湾曲振動させるための振動用素子と、前記平板状振動体の一面の４角又はその近傍に固定され、前記平板状振動体を振動可能に支持する４個の固定用クッションとを備えることを特徴とする。

具体的には、前記固定用クッションは、前記平板状振動体の湾曲振動の支点として作用するように配置される。

本発明によれば、平板状振動体を湾曲運動させるための振動用素子を設け、平板状振動体を４個の固定用クッションを用いて湾曲振動可能に支持するようにしたことで、平板状振動体を安定して支持でき、かつその振動を大きくすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器（パネル組立体）の斜視図である。図２は、図１の電子機器の分解斜視図である。

本実施の形態に係る電子機器は、矩形のタッチパネル（または振動板）１１と、タッチパネル１１の裏面（ガラスまたはプラスチック基板）に、その上辺（図の奥側）及び下辺（図の手前側）に沿って固定された一対の振動用素子１２と、同じくタッチパネル１１の裏面であって、その４角（あるいはその近傍）に固定された４個の固定用クッション１３と、タッチパネル１１と略同じか若干大きな縦横サイズを持ち、固定クッション１３を介してタッチパネル１１が取付けられる固定用フレーム１４とを有している。

タッチパネル１１は、公知の構造を有している。

振動用素子１２は、ピエゾ素子やアクチュエータ等であって、振動用信号線１５に接続されている。振動用素子１２は、振動用信号線１５に振動用信号（駆動電圧）を印加することにより伸縮して、タッチパネル１１を湾曲させ振動させる。タッチパネル１１を湾曲振動させるようにしたことで、その表面に垂直な方向に振動させる従来のものより、簡易な構成で大きな振動を得ることができる。

４個の固定用クッション１３は、それぞれ略立方体形で、それらを頂点とする長方形を想定した場合にその各辺と振動用素子１２とが平行又は垂直となるように、タッチパネル１１の裏面の４角に両面テープや接着剤を用いて固定されている。これら固定用クッション１３は、タッチパネル１１を固定用フレーム１４に取り付ける役割を果たすとともに、タッチパネル１１を振動させたときの支点として働く。これら固定用クッション１３は、タッチパネル１１の振動（湾曲振動）を妨げないように、振動用素子１２と固定用フレーム１４との間に隙間を形成するだけの厚み（振動素子１２の厚みより大きい）を有している。また、固定用クッション１３は、タッチパネル１１の振動を吸収しないよう比較的固い（例えば、硬度４０以上）材質よりなる。固定用クッション１３を比較的硬い材質で構成したことにより、タッチパネル１１を安定して固定用フレーム１４上に支持固定することができる。また、固定用クッション１３が、振動用素子１２の長手方向両端よりさらに外側でタッチパネル１１を支持するようにしたことにより、タッチパネル１１は、効率よく大きく振動することができる。また、タッチパネル１１は、固定用クッション１３により４点で固定されているので、各辺が自由端となり振動の減衰は少ない。

固定用フレーム１４は、例えばＬＣＤであって、タッチパネル１１の湾曲振動によっても変形しない強度を備えている。タッチパネル１１に固定された固定用クッション１３は、この固定用フレーム１４の上面に、両面テープや接着剤により固定される。

図３にタッチパネルが振動する様子を示す。振動用信号線１５に振動用信号（交流電圧）が与えられると、振動用素子１２はそれに応じて図の左右方向に伸縮する。タッチパネル１１は、固定用クッション１３によってその両側を支えられており、振動用素子１２の図の左右方向の伸縮によって、両端固定の梁のように矢印方向に上下に湾曲し振動する。

固定用クッション１３が硬すぎる場合は、タッチパネル１１の振動が困難になり、また、固定用クッション１３が柔らかすぎる場合は、タッチパネル１１の振動が吸収されてしまう。それゆえ、固定用クッション１３は、タッチパネル１１の振動を可能にする柔らかさ（硬すぎず）と、その振動吸収が少ない硬さ（柔らかすぎず）を持つよう、その材質の選定がなされなければならない。このような固定用クッション１３としては、高密度マイクロセルウレタンフォームが好ましく、特に、硬度４０〜５０度のポロンＨＨ−４８や硬度４０度のポロンＨ−４８（ともに株式会社ロジャースイノアックの商品名）等が望ましい。

なお、上記実施の形態では、タッチパネル１１の長辺である上辺及び下辺に沿って振動用素子１２を設ける場合について説明したが、短辺である左辺及び右辺に沿って振動用素子１２を設けるようにしてもよい。また、振動用素子１２は、必ずしもタッチパネル１１の上辺及び下辺（あるいは右辺及び左辺）の全長に亘って設ける必要はなく、図４に示すように、一方を左辺寄りに、他方を右辺寄りにずらして設けるようにしてもよい。さらに、振動用素子１２は、必ずしも一対である必要はなく、振動板のサイズや形状等に応じて１以上設けるようにすればよい。

次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器（ＰＯＳ端末）について説明する。

図５の電子機器は、表示およびタッチパネル部５１を備えている。この表示およびタッチパネル部５１には、振動機能を有するタッチパネル５２が含まれている。表示およびタッチパネル部５１の分解斜視図を図６に示す。また、表示およびタッチパネル部５１の部分断面図を図７に示す。

表示およびタッチパネル部５１は、情報を表示する表示機能と情報を入力する入力機能とを有する部分であり、図６に示すように、タッチパネル５２のほかに、ベゼル６１、振動用素子６２、固定用クッション６３、押え用クッション６４、ＬＣＤ６５、および裏カバー６６を含む。ここで、タッチパネル５２、振動用素子６２、固定用クッション６３、およびＬＣＤ６５が、図１のパネル組立体に相当する。裏カバー６６はベゼル６１とともに、タッチパネル５２、ＬＣＤ６５等を収容する筐体を構成する。

タッチパネル５２は、公知のものと同様、その表面が押された場合にその押された位置座標を検出できるように構成されている。また、タッチパネル５２は、ＬＣＤ６５の表示内容を目視できるように、その基板、電極、絶縁膜等が透明な材料で構成されている。

振動用素子６２は、例えば、ユニモルフ型ピエゾ素子であって、タッチパネル５２に振動機能を与えるため、タッチパネル５２のガラス基板（またはプラスチック基板）の上辺及び下辺の少なくとも一方に沿って１個以上設けられている。振動用素子６２には振動用信号線６７が接続されており、これに振動用信号（交流電圧）を印加することにより、振動用素子６２が伸縮してタッチパネル５２を湾曲振動させる。

固定用クッション６３は、例えば、ポロンＨＨ−４８（商品名）であって、タッチパネル５２の裏面の４角あるいはその近傍に取り付けられている。固定用クッション６３は、これらを頂点とする長方形を想定した場合にその各辺が振動用素子６２と平行又は垂直になるように設けられる。固定用クッション６３はまた、ＬＣＤ６５の表面側に固定され、これによって、タッチパネル５２がＬＣＤ６５に取付けられる。換言するとＬＣＤ６５は、固定用クッション６３を介してタッチパネル５２を支持する。固定用クッション６３は、タッチパネル５２が湾曲振動する際の支点となる。第１の実施の形態の説明でも述べたように、固定用クッション６３の材質は、タッチパネル５２の振動を可能にするとともに、その振動をできるだけ減衰させない材質が望ましく、柔らかすぎず、硬すぎない材質（硬度４０度程度）が好ましい。固定用クッション６３が硬すぎるとタッチパネル５２が振動しずらくなり、また、柔らかすぎると振動を吸収してしまうため振動が小さくなってしまうからである。

押え用クッション６４は、図７に示すように、ベゼル６１とタッチパネル５２との間に隙間７１を確保するために、ベゼル６１とタッチパネル５２との間に設けられる。押え用クッション６４は、タッチパネル５２の振動を妨げたり吸収したりしないように、また、タッチパネル５２が振動した際にベゼル６１に接触しないように、材質や大きさが選定される。本実施の形態では、柔らかいウレタンフォーム、例えばポロンＬ３２（商品名）からなる押え用クッション６４が、固定用クッション６３に対応する位置に設けられている。換言すると、押え用クッション６４は、固定用クッション６３と組み合わされ、タッチパネル５２を挟み込む。押え用クッション６４を固定用クッション６３に対応する位置に設けたことで、タッチパネル５２の振動を妨げたり吸収したりすることなく、タッチパネル５２をさらに確実に安定して強固に保持させることができる。

ＬＣＤ６５は、公知の構成を有し、例えばネジ止めにて裏カバー６６に固定される。

以上のような構成において、タッチパネル５２に固定された振動用素子６２に振動用信号線６７から振動用信号が入力されると、タッチパネル５２は、振動用信号の波形に応じて、４個の固定用クッション６３を支点として振動する。このとき、固定用クッション６３は、タッチパネル５２の振動をほとんど吸収しない。また、タッチパネル５２の各辺は自由端となるので、振動の減衰は少ない。こうして、本実施の形態では、タッチパネルの大きな振動量を実現することができる。

本実施の形態による電子機器では、操作者がタッチパネル５２に対して入力操作したことを検出した場合に、タッチパネル５２を振動させることにより、その操作者に操作感を与えることができる。

次に、図８を参照して本発明の第３の実施の形態に係る電子機器（パネル組立体）ついて説明する。

本実施の形態に係る電子機器は、基本構成は第１の実施の形態に係る電子機器と同じであるが、防塵用クッション８１を備えている点で異なっている。

図８に示すように、防塵用クッション８１は、４個の固定用クッション１３を頂点とする長方形を想定した場合の各辺に沿うように、タッチパネル１１と固定用フレーム（ＬＣＤ）１４との間に配置される。防塵用クッション８１は、固定用クッション１３と同様、接着剤や両面テープによりタッチパネル１１及び固定用フレーム１４に固定される。これら防塵用クッション８１は、その名の通り、タッチパネル１１と固定用フレーム１４との間に塵や埃等が入るのを防ぐためのものである。防塵用クッション８１の材質は、タッチパネル１１の振動を妨げたり吸収したりしないように、固定用クッション１３に比べて非常に柔らかいものが選定される。

本実施の形態に係る電子機器においても、タッチパネルは安定して確実に固定用フレームに固定されるとともに、大きく振動することができる。

以上、本発明についていくつかの実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、振動機能を有するタッチパネルまたは振動板を搭載した種々の電子機器（例えば、ＡＴＭ、ＰＯＳ、ＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、カーナビゲーション等）に適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。 図１の電子機器の分解斜視図である。 図１及び２の電子機器に含まれるタッチパネルが振動する様子を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の変形例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。 図５の電子機器の表示及びタッチパネル部の分解斜視図である。 図５の電子機器の表示及びタッチパネル部の部分断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子機器の分解斜視図である。

符号の説明

１１ タッチパネル
１２ 振動用素子
１３ 固定用クッション
１４ 固定用フレーム
１５ 振動用信号線
５１ タッチパネル部
５２ タッチパネル
６１ ベゼル
６２ 振動用素子
６３ 固定用クッション
６４ 押え用クッション
６５ ＬＣＤ
６６ 裏カバー
６７ 振動用信号線
８１ 防塵用クッション

Claims (8)

1. 平板状振動体を備えた電子機器において、
   前記平板状振動体を湾曲振動させるための振動用素子と、
   前記平板状振動体の一面の４角又はその近傍に固定され、前記平板状振動体を振動可能に支持する４個の固定用クッションと、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載された電子機器において、前記固定用クッションが、前記平板状振動体の湾曲振動の支点として作用するように配置されていることを特徴とする電子機器。
3. 請求項１または２に記載された電子機器において、
   前記振動用素子が、前記平板状振動体の互いに平行な２辺の一方又は両方に沿って設けられていることを特徴とする電子機器。
4. 請求項１，２または３に記載された電子機器において、
   前記振動用素子と前記固定用クッションとが、前記平板状振動体の同一面に固定されていることを特徴とする電子機器。
5. 請求項１乃至４に記載された電子機器において、
   前記平板状振動体が前記固定用クッションを介して固定フレームに取り付けられていることを特徴とする電子機器。
6. 請求項５に記載された電子機器において、
   前記振動用素子と前記固定フレームとが互いに離れていることを特徴とする電子機器。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載された電子機器において、
   前記平板振動体がタッチパネルであることを特徴とする電子機器。
8. 請求項５または６に記載された電子機器において、
   前記固定フレームがＬＣＤであることを特徴とする電子機器。
   

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